Diagnostika asynchronního motoru z radiálního rozptylového pole

Martin Božik

Master's thesis

Diagnosis of an Asynchronous Motor From the Radial Stray Field

Abstract:

Tato diplomová práce se zaměřuje na diagnostiku asynchronního motoru z radiálního rozptylového pole. Cílem práce je představit různé on-line metody diagnostiky asynchronních motorů a některé z nich demonstrovat na reálném motoru. Práce je rozdělena do šesti kapitol. V první kapitole se zabývám základní teorií diagnostiky, vysvětluji nejdůležitější pojmy a zavádím čtenáře do problematiky diagnostiky elektrických strojů. Druhá kapitola se zaměřuje na poruchy asynchronních motorů, popisuje teorii jejich funkce a uvádí četnost výskytu různých poruch. Třetí kapitola se věnuje různým metodám diagnostiky, jako je například monitorování tepelných obrazů, vibrační analýza, akustická analýza, metoda MCSA a metoda měření rozptylového pole. Ve čtvrté kapitole jsem vytvořil MKP model asynchronního motoru a simuloval na něm poruchu přerušené rotorové tyče. Tato kapitola obsahuje také spektrální analýzu výstupů z modelu. V páté kapitole se zabývám praktickým měřením asynchronního motoru s určitou vadou a s nespecifikovanou vadou. Zde opět provádím spektrální analýzu a vyhodnocuji zdravotní stav motorů. Šestá kapitola je závěrečná. Jsou zde prezentovány výsledky praktických měření a jejich vyhodnocení. Výsledkem práce je přehled různých metod diagnostiky asynchronních motorů, jenž se používají na hledání poruch, které jsou v této práci popsány a aplikace těchto metod na reálném motoru. Práce také ukazuje, že je možné diagnostikovat asynchronní motory pomocí kombinace různých metod a že tyto metody mohou být účinným nástrojem pro diagnostiku elektrických strojů obecně.

Abstract:

This thesis focuses on the diagnosis of an asynchronous motor from a radial scattering field. The aim of the thesis is to present different on-line methods of asynchronous motor diagnosis and to demonstrate some of them on a real motor. The thesis is divided into six chapters. The first chapter deals with the basic theory of diagnosis, explains the most important concepts and introduces the reader to the diagnosis of electrical machines. The second chapter focuses on asynchronous motor faults, describing the theory of their function and giving the frequency of occurrence of various faults. The third chapter covers various diagnostic methods such as thermal onslaught monitoring, vibration analysis, acoustic analysis, MCSA method, and the scattered field measurement method. In the fourth chapter, I have developed a FEM model of an asynchronous motor and simulate a broken rotor bar fault on it. This chapter also includes spectral analysis of the model outputs. In the fifth chapter, I discuss the practical measurement of an asynchronous motor with a specified fault and an unspecified fault. Here again, I perform spectral analysis and evaluate the health of the motors. The sixth chapter is the final chapter. The results of practical measurements and their evaluation are presented. The result of this thesis is an overview of the various methods of asynchronous motor diagnosis that are used to find the faults described in this thesis and the application of these methods to a real motor. The thesis also shows that it is possible to diagnose asynchronous motors using a combination of different methods and that these methods can be an effective tool for diagnosing electrical machines in general.

Keywords

Asynchronní stroj, diagnostika, poruchy asynchronního stroje, on-line diagnostika, vibrační analýza, tepelné obrazy, akustické emise, metoda MKP, metoda MCSA, metoda RSFC.

Keywords

Asynchronous machine, diagnostics, asynchronous machine faults, on-line diagnostics, vibration analysis, thermal images, acoustic emissions, FEA method, MCSA method, RSFC method.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 4. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 30. 5. 2023
• Supervisor: Petr Bernat
• Reader: Petr Kačor

VSB – Technical University of Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Master programme:
Elektroenergetika